一、指示剂的作用原理
1、酸碱指示剂:一般是某些有机弱酸或弱碱,或是有机酸碱两性物质,它们在酸碱滴定过程中也能参与质子转移反应,因分子结构的改变而引起自身颜色的变化,并且这种颜色伴随结构的转变是可逆的。例如酚酞,甲基橙。
2、分类:
单色指示剂:在酸式或碱式型体中仅有一种型体具有颜色的指示剂。如酚酞
双色指示剂:酸式或碱式型体均有颜色的指示剂。如甲基橙。
二、指示剂变色的ph范围:
1、变色原理:以hin表示指示剂
hin
=
h
+
+
in
-
酸式型体
碱式型体
k
a
为指示剂的解离常数
⑴、溶液的颜色是由[in
-
]/[hin]的比值来决定的,随溶液的[h]的变化而变化。
⑵、当[in
-
]/[hin]≤1/10
ph≤pk
a
-1
酸式色
当10>[in
-
]/[hin]>1/10
ph在pk
a
±1之间
颜色逐渐变化的混合色
当[in
-
]/[hin]≥10
ph≥pk
a
+1
碱式色
2、变色范围:当溶液的ph由pk
a
-1变化到pk
a
+1(或相反)时,才可以观察到指示剂由酸式色经混合色变化到碱性色,这一颜色变化的ph范围,即ph===pk
a
±1称为指示剂的变色范围。
3、理论变色点:当指示剂的酸式型体与碱式型体的浓度相等,即[in
-
]/[hin]==1时,溶液的ph
=
pk
a
,称为指示剂的理论变色点。
三、影响指示剂变色范围的因素:
1、指示剂的用量:
双色指示剂:指示剂的变色范围不受其用量的影响。但指示剂的变色也要消耗一定的滴定剂,从而引入误差。
单色指示剂:单色指示剂的用量增加,其变色范围向ph减小的方向发生移动。
使用时其用量要合适。
2、温度:温度的变化会引起指示剂解离常数和水的质子自递常数发生变化,因而指示剂的变色范围亦随之改变,对碱性指示剂的影响较酸性指示剂更为明显。
3、中性电解质:
4、溶剂:不同的溶剂具有不同的介电常数和酸碱性,因而一行指示剂的解离常数和变色范围。
四:混合指示剂:
1、
混合指示剂利用了颜色之间的互补作用,具有很窄的变色范围,且在滴定终点由敏锐的颜色变化。
2、
配制方法:
[1]
采用一种颜色不随溶液中h
浓度变化而变化的染料(称为惰性染料)和一种指示剂配制而成;
[2]
选择两种(或多种)pk
值比较接近的指示剂,按一定的比例混合使用。